Question

Fe₂O₃在一定条件下可转化为Fe0：Fe₂O₃+C02Fe0+C0₂，反应前Fe₂O₃的质量为160克，反应过程中，Fe₂O₃的转化率（参加反应的Fe₂O₃与反应前的Fe₂O₃的质量比）用a表示，固体中铁元素与氧元素的质量比用m_Fe/m _Fe0表示.

（1）填写下表中的空格：  

  

（2）如果Fe₂O₃转让为Fe0的反应分两步进行：3Fe₂O₃+C02Fe₃O₄+CO₂ Fe₃0₄+3C02FeO+CO₂ 

反应后的固体中m_Fe/m_O═21/8时固体的成分可能有三种情况：  

（1）Fe₃O₄；（2 （填化学式、下同）；（3）

. 

  

Answer 1

考点： 物质组成的综合计算；元素的质量分数计算；根据化学反应方程式的计算．

专题： 压轴实验题；化学式的计算．

分析： （1）根据Fe₂O₃的转化率是参加反应的Fe₂O₃与反应前的Fe₂O₃的质量比及固体中铁元素与氧元素的质量比，利用反应前Fe₂O₃的质量为160克代入化学反应方程式来解答；

（2）根据反应后的固体中m_Fe/m_O═21/8时，利用极限法来假设只生成氧化铁或氧化亚铁，先计算铁与氧元素的质量比再推测固体的成分．

解答： 解：（1）根据Fe₂O₃+C02Fe0+C0₂，Fe₂O₃的转化率是参加反应的Fe₂O₃与反应前的Fe₂O₃的质量比，

由表格中的转化率为100%可知，氧化铁全部反应，

则固体成分为FeO，氧化亚铁中Fe、O元素的质量比为56：16=7：2，符合题意；

当中m_Fe/m_O═14/5时，设参加反应的氧化铁的质量为x，

则 Fe₂O₃+C02Fe0+C0₂，

   160            144

     x           

由反应后铁与氧元素的质量比得，

=，

解得x=80g，

则转化率为×100%=50%，

故答案为：FeO；50%；

（2）由反应可知，反应后的固体有四氧化三铁、也可能有氧化亚铁，

若只有四氧化三铁，在Fe₃O₄中，铁、氧元素的质量比为56×3：16×4=21：8，则可能反应后固体只有四氧化三铁；

在Fe₂O₃中铁、氧元素的质量比为56×2：16×3=7：3=21：9，

若只有氧化亚铁，在FeO中Fe、O元素的质量比为56：16=7：2=21：6，

则7：3＜21：8＜Fe₂O₃＜7：2，

则反应后固体可能为氧化铁和氧化亚铁的混合物，也可能为氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁的混合物，

故答案为：Fe₂O₃和FeO；Fe₃O₄、Fe₂O₃和FeO．

点评： 本题计算较复杂，考查学生利用化学反应方程式及利用信息中转化率、元素质量比的计算，学生应充分利用信息并结合质量分数的概念、极限法、平均值法来综合应用解答本题．